JPH0632158A - 直流電気鉄道用電圧抑制装置 - Google Patents

直流電気鉄道用電圧抑制装置

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JPH0632158A
JPH0632158A JP19046392A JP19046392A JPH0632158A JP H0632158 A JPH0632158 A JP H0632158A JP 19046392 A JP19046392 A JP 19046392A JP 19046392 A JP19046392 A JP 19046392A JP H0632158 A JPH0632158 A JP H0632158A
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JP
Japan
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voltage
gto
gto switch
current
rectifier
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JP19046392A
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English (en)
Inventor
Masayuki Ishibashi
正幸 石橋
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電圧抑制装置による運転損失を少なくする。 【構成】 整流器1と直列に直流電圧補償装置(DCV
R)2を設けた直流電気鉄道において、き電線P−N間
に主GTOスイッチ回路11と小容量の従GTOスイッ
チ回路12を接続する。電圧Vdetが回生の抑制電圧
1より大きくなるとコンパレータCP3がこれを検出し
てGTOスイッチ回路11,12をオンさせて電圧抑制
する。電圧Vdetが所定レベルV2以下になるとCP4
がこれを検出してディレタイマT1を介してGTOスイ
ッチ回路11をオフする。GTOスイッチ回路12によ
り整流器に臨界電流が流れるのでき電電圧は電圧V1
り高くならない。負荷電流が臨界電流+αより大きくな
るとDCVRのCTによる入力電流からCP2がこれを
検出しオンディレタイマT2(>>T1)が動作しGTO
スイッチ回路12をオフとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電気鉄道に使用す
る直流き電電圧補償装置とGTOスイッチ式電圧抑制装
置を組み合わせた直流電気鉄道用電圧抑制装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】直流電気鉄道において、亜幹線ないしロ
ーカル線では変電所間の距離が長く、変電所間の中間の
き電電圧が低下するため直流き電電圧補償装置(以下D
CVRという)を用いることがある。
【0003】このシステムに電力回生車両を使用する場
合、電圧抑制装置にGTOスイッチ或いはGTOチョッ
パが用いられる。この一例を図3に示す。
【0004】図3において、1はトランスTRの2次電
圧e2を整流して直流き電線に出力するシリコン整流
器、2はシリコン整流器1と直列に接続されトランスT
Rの3次電圧e3が入力し位相制御により出力する制御
整流器を用いたDCVR、D1はDCVR2と並列接続
のバイバスダイオード。
【0005】3は直流電圧設定器、4はこの電圧設定値
と直流き電圧検出値との偏差を増幅する電圧アンプ、C
1は変流器CTで検出したDCVR2の入力電流から
過電流を検出しDCVR2のゲートオフ指令を出力する
コンパレータ、5は電圧アンプ4及びコンパレータCP
1からの出力が入力しDCVR2を制御する位相制御回
路。
【0006】9は直流き電線に接続されたGTOスイッ
チないしGTOチョッパを用いた電圧抑制装置である。
GTOチョッパは高価であるが、GTOスイッチは回路
が単純なので安価である。
【0007】GTOスイッチはき電線P−N間の電圧上
昇を検出して設定値以上になるとオンさせて電圧を抑制
する方式である。なお、オフは回生電流を検出するか、
P−N間電圧がある値まで低下するときにオフ指令を出
してする。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来電圧
抑制装置9は、大きなダミー抵抗を使用しているので、
運転損失が大きい。シリコン整流器1及びDCVR2の
出力特性は図2に示すとおり負荷が極めて小さく臨界電
流Ic以下では出力電圧が大きく跳ね上がる。
【0009】完全無負荷ではシリコン整流器1から入力
電圧e2×(√2/√3)×2の直流電圧が出力され
る。DC1500V系の電鉄では整流器1の入力がAC
1200Vに選定されることが多い。AC1200Vで
は出力電圧が1960Vまで上昇する。
【0010】回生の抑制電圧は通常1650Vであるの
でGTOスイッチは確実にオンしてしまうため、これを
防ぐ意味で臨界電流Ic程度の電流を流すダミー抵抗が
必要となる。
【0011】以上のことから定常運転時のロスが大きく
なる。もしこのダミー抵抗がないとGTOスイッチはオ
ンオフの繰り返しを続けることになる。
【0012】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、電圧
抑制装置による運転の損失を少なくしうる直流電気鉄道
用電圧抑制装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における直流電気鉄道用電圧抑制装置は、き
電線に出力する整流器と直列に直流き電電圧補償装置を
設けた直流電気鉄道において、き電線に第1の電圧抑制
用GTOスイッチ回路とこれより小容量で整流器の臨界
電流を流しうる第2の電圧抑制用GTOスイッチ回路を
接続し、き電電圧が回生の抑制電圧以上になったことを
検出して第1,第2のGTOスイッチ回路の各GTOス
イッチをオンさせる第1,第2のゲートオン指令回路
と、き電電圧が所定の電圧まで下がったことを検出し第
1のディレタイマを介して第1のGTOスイッチ回路の
GTOスイッチをオフさせる第1のゲートオフ指令回路
と、直流き電電圧補償装置の入力電流からき電電流が整
流器の臨界電流+α以上になったことを検出し第1のデ
ィレタイマのディレ時間より長いディレ時間の第2のタ
イマを介して第2のGTOスイッチ回路のGTOスイッ
チをオフさせる第2のゲートオフ指令回路とを設けてな
るものである。
【0014】
【作用】き電電流が整流器の臨界電流以下になると整流
器から出力されるき電電圧は上昇する。この上昇した電
圧が回生の抑制電圧になると第1,第2のゲートオン指
令回路が働き第1,第2の電圧抑制用GTOスイッチ回
路がオンする。このオンによりき電電圧は低下する。
【0015】き電電圧が直流電圧補償装置の動作開始電
圧近くまで下がると第1のゲートオフ指令回路が働いて
第1のディレタイマのディレ時間後第1の電圧抑制用G
TOスイッチ回路がオフする。このため整流器には第2
のGTOスイッチ回路により臨界電流程度の電流が流れ
るので、き電電圧は回生の抑制電圧以下に抑制される。
【0016】負荷によりき電電流が整流器の臨界電流+
α以上になると第2のゲートオフ指令回路が働いて第2
のディレタイマのディレ時間後に第2の電圧抑制用GT
Oスイッチ回路がオフするので、GTOスイッチ回路に
よる運転損失が低下する。
【0017】第1のディレタイマのディレ時間より第2
のディレタイマのディレ時間が長いので、第1のGTO
スイッチ回路がオフとなった後にしか第2のGTOスイ
ッチ回路はオフとならない。このため、第2のGTOス
イッチ回路は第1のGTOスイッチ回路がオフ状態でき
電電流が臨界電流+α以上となったときのみオフとな
る。
【0018】回生車が入るとき電電圧は上昇する。この
電圧が回生の抑制電圧以上になると第1,第2のゲート
オン指令回路が働き、第1,第2のGTOスイッチ回路
がオンし、回生電圧は抑制される。
【0019】
【実施例】本発明の実施例を図1,図2を参照して説明
する。
【0020】図1は直流き電電圧補償装置(DCVR)
及びGTOスイッチ式電圧抑制装置を組み合わせたシス
テム回路を示す。なお、前記従来図3に示したものと同
一構成部分は、同一符号を付してその重複する説明を省
略する。
【0021】図1において、11及び12はき電線P−
N間に夫々接続されたGTOスイッチSW1と抵抗R1
直列回路及びGTOスイッチSW2と抵抗R1の直列回路
からなる第1及び第2のGTOスイッチ回路。
【0022】13はき電線P−N間に接続された抵抗R
3,R4からなるき電電圧検出用分圧回路、14は分圧回
路13で検出したき電電圧を絶縁して出力する絶縁アン
プ、15及び16はGTOスイッチSW1及びSW2のゲ
ート回路。
【0023】CP2は変流器CT回路に設けた補助変流
器AUXCTで検出したDCVR2の入力電流Idetが
設定電流値I1(=臨界電流Ic+α)より大きくなる
と出力するコンパレータ、CP3は絶縁アンプ14から
の電圧Vdetが設定値V1(例えば1650V)より
高くなるとゲート回路15,16に入力指令を出力する
コンパレータ、CP4は電圧Vdetが設定値V2(例え
ば図2の臨界電流Icに対応する出力電圧)以下になる
と出力するコンパレータ。
【0024】T1はコンパレータCP4の出力が入力し切
指令をゲート回路15に出力するオンディレタイマ、T
2はコンパレータCP2の出力が入力し切指令をゲート回
路16に出力するオンディレタイマで、両タイマT1
2のオンディレ時間はT2>>T1となっている。
【0025】次に、この実施例の動作について説明す
る。P−N間の電圧Vが設定電圧値V 1より高くなりV
det≧V1となると、コンパレータCP3から入指令が
ゲート回路15,16に入力しGTOスイッチ11,1
2がオンする。もし電圧Vの高くなった原因が無負荷で
あれば、抵抗R1,R2に電流が流れることにより電圧V
は図2の電圧V2以下に低下するので、コンパレータC
4が出力しオンディレタイマT1を介してT1時間後に
ゲート回路15に切指令が入力しGTOスイッチ11は
オフとなる。
【0026】このため整流器1に流れる電流はGTOス
イッチ12に流れる電流のみとなるので、抵抗R2によ
り電流は臨界電流I0(図2参照)程度に低下し、コン
パレータCP2の出力条件Idet≧I1を満足しないの
で、GTOスイッチ12はオンしたままとなる。
【0027】ここで、負荷電流が増加しコンパレータC
2の出力条件Idet≧I1を満足するとタイマT2
介してT2時間後にゲート回路15に切指令が入力しG
TOスイッチ12はオフとなる。この時のP−N間電圧
Vは設定電圧値V1より低いのでGTOスイッチ11,
12はオンすることはない。
【0028】回生車が入るとP−N間電圧Vは上昇し、
電圧Vdet≧V1になるコンパレータCP3が入指令を
ゲート回路15,16に出力するので、GTOスイッチ
11,12がオンし、電圧VをV1以下に抑制する。
【0029】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
【0030】(1)第2のGTOスイッチ回路を設け、
き電電圧が通常の回生の抑制電圧より高くなったときオ
ンさせ、電流が臨界電流+α以上になったときオフさせ
るようにしたので、従来臨界電流程度の電流を流すダミ
ー抵抗が不要となり運転の損失を低下することができ
る。
【0031】(2)第2のGTOスイッチのオフ条件用
のき電電流の検出を従来DCVRに設けられているCT
を用いているので、ホールCT等高価な直流検出器を用
意する必要がなく有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック回路図。
【図2】シリコン整流器,DCVRの出力特性図。
【図3】従来例を示すブロック回路図。
【符号の説明】
1…シリコン整流器 2…直流き電電圧補償装置(DCVR) 3…直流電圧設定器 4…電圧アンプ 5…位相回路 9…電圧抑制装置 11,12…GTOスイッチ回路 13…分圧回路 14…絶縁アンプ 15,16…ゲート回路 CP1〜CP4…コンパレータ T1,T2…オンディレタイマ TR…トランス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 き電線に出力する整流器と直列に直流き
    電電圧補償装置を設けた直流電気鉄道において、 き電線に第1の電圧抑制用GTOスイッチ回路とこれよ
    り小容量で整流器の臨界電流を流しうる第2の電圧抑制
    用GTOスイッチ回路を接続し、 き電電圧が回生の抑制電圧以上になったことを検出して
    第1,第2のGTOスイッチ回路の各GTOスイッチを
    オンさせる第1,第2のゲートオン指令回路と、 き電電圧が所定の電圧まで下がったことを検出し第1の
    ディレタイマを介して第1のGTOスイッチ回路のGT
    Oスイッチをオフさせる第1のゲートオフ指令回路と、 直流き電電圧補償装置の入力電流からき電電流が整流器
    の臨界電流+α以上になったことを検出し第1のディレ
    タイマのディレ時間より長いディレ時間の第2のタイマ
    を介して第2のGTOスイッチ回路のGTOスイッチを
    オフさせる第2のゲートオフ指令回路とを設けてなるこ
    とを特徴とする直流電気鉄道用電圧抑制装置。
JP19046392A 1992-07-17 1992-07-17 直流電気鉄道用電圧抑制装置 Pending JPH0632158A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010061736A1 (ja) 2008-11-25 2010-06-03 日鉱金属株式会社 印刷回路用銅箔
US10088679B2 (en) 2013-08-01 2018-10-02 Denso Corporation Head-up display device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010061736A1 (ja) 2008-11-25 2010-06-03 日鉱金属株式会社 印刷回路用銅箔
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